低摩擦气缸

分类：技术教程日期：2007-04-11 00:00:00

摘要：本文介绍了几种低摩擦气缸的动作原理、特点、特性及其应用。
关键词：低摩擦气缸
低摩擦气缸是指活塞滑动阻力很小的气缸。下面除介绍了传统的低摩擦气缸外，重点介绍了目前国外最新间隙密封型低摩擦气缸。
1、传统的低摩擦气缸

图1低摩擦气缸的结构简图
①活塞密封圈 ②支撑O型圈 ③活塞 ④活塞静密封圈 ⑤耐磨环
传统低摩擦气缸系列

系列	CJ2Q	CM2Q	CG1□Q	CA□2Q	MB□Q	CS1□Q	CQ2-XB18
缸径	Ø10~16	Ø20~40	Ø20~100	Ø40~100	Ø32~100	Ø125~160	Ø32~100
使用压力范围(Mpa)	0.03~0.7	0.025~0.7	0.01~0.7	0.01~0.7	0.01~0.7	0.005~0.7	0.01~0.7
低摩擦方向	双向	单向	单向	单向	单向	双向	双向
泄漏量	≤0.5l/min(ANR)

除提高气缸的加工精度、采用特殊润滑脂和使用摩擦系数很小的材质外，活塞上只装单向密封圈，其滑动阻力特别小，只随气压的增大略有增加。低摩擦气缸的最低工作压力很低，可至0.01Mpa。
活塞上只装一个单向密封圈的低摩擦气缸在使用时是有方向性的。从杆侧通口加压（另一侧排放大气）或虽两侧加压，但杆侧压力高于无杆侧，为B型（使用例图2）。从无杆侧通口加压（杆侧通口排大气）或虽两侧加压，但无杆侧压力高于杆侧，称F型（使用例图3），在选用时要注意。若在活塞上装有2个反向的单向密封圈或装1个压缩量很小的组合型密封则低摩擦方向变成双向型。

图2 图3

图2用于接触压力控制，虽然卷筒外径发生变化，但气缸内压力能保持一定，故驱动轮表面的接触压力也维持不变。图3移动物体的形状和外径尺寸虽发生变化，但气缸作用在物体上的力f可维持不变。
低摩擦型气缸，在低摩擦方向的速度控制应使用进气节流式（图2、3）。若使用排气节流，由于存在背压，滑动阻力会增大。
低摩擦气缸有微漏，泄漏量小于0.5L/min（ANR）。活塞杆不得有横向载荷，否则会增大滑动阻力。缸筒加工精度高，不得发生变形而造成动作不良。不能供油润滑。
2、新型低摩擦气缸
上面介绍的低摩擦气缸由于其密封结构为弹性密封，在匀速、高低压摩擦、高速、高频动作方面有所限制，新型低摩擦气缸采用间隙密封结构、滚珠导向套等新技术，克服了传统低摩擦气缸的弱点。
2-1薄型低摩擦气缸MQQ/耐横向负载型低摩擦气缸MQM系列
外形如图4所示，其结构简图如图5所示

图4

图5新型低摩擦气缸结构简图

①活塞杆：碳钢（铬酸盐处理） ②衬套：特殊不锈钢 ③活塞：特殊不锈钢 ④浮动机构：轴错动不会咬住、滑动阻力稳定 ⑤滚珠导向套：MQQT型是氟树脂
本低摩擦气缸的特点有：
1、滑动阻力小，在0.005Mpa的低压力下也可驱动。长寿命：可运行10,000Km或往返1亿次。
2、驱动速度在0.3mm/s以上低速范围内可实现平稳及等速运动。
3、因滑动阻力小且稳定，可控制0.05N左右的输出力。另外，长时间放置，滑动阻力无变化。
4、因使用滚珠导向套，故耐横向负载性能提高。
5、使用H型（高速高频型、无固定节流）能够实现在3,000mm/s的高速驱动，在短行程的场合，可实现50次/秒的连续往复驱动。
6、应用滑动阻力小的间隙密封结构，扩大了普通低摩擦气缸中不能使用的驱动速度范围及输出力控制的能力。
2-2单作用型低摩擦气缸MQP系列

图6是MQP系列的外型图，图7是其结构简图。

图6

图7低摩擦气缸MQP结构简图
①活塞杆：特殊不锈钢 ②活塞杆内部中空减少了可动部重量 ③无活塞结构
④护套：不锈钢 ⑤球面形状、不易受偏负载的影响

MQP气缸的特点如下：
1、无爬行：在0.01mm左右的微小行程中也不会出现爬行。
2、无活塞：活塞和活塞杆为同一轴径，可大大降低滑动阻力。
3、推力的变动减少
受压径的偏差：3μm以下，即使更换气缸也不需要再次调整推力。另外，一个回路上即使使用多个气缸也不会出现推力的变化。
4、低摩擦、软接触：滑动阻力低且稳定，可精确控制0.01N左右的输出力，另外，长期放置后滑动阻力无变化。
5、高精度直线控制：因滑动阻力小，可实现精密的直线控制
6、可用于双作用：使用2个MQP系列气缸，与使用一个MQQ、MQM双作用间隙密封气缸相比，其推力精度可提高，同时可得到推出、缩回方向同样的推力。
3、主要技术参数：

4、新型低摩擦气缸应用例
4-1、MQQT/MQML系列应用例

4-2、MQP系列应用例
使用2个气缸

5、新型低摩擦气缸推荐回路
5-1、MQQ/MQM系列
例1 匀速、低速驱动，但气缸输出力不能控制

气缸不能混入润滑脂，且要求阀的响应速度快，故电磁阀应使用无润滑脂的间隙密封型（如VQ、VQZ、SQ等系列）电磁阀。
例2低速驱动，可控制输出力
进行气缸的输出力控制时，不要用速度控制阀等形成节流的回路。如果采用这种方法，气缸内的压力会下降，从而无法实现控制。故必须采用压力控制元件进行控制。
例3 高速、高频驱动

应使用间隙密封的电磁阀（VQ、VQZ、SQ等系列）
在使用低摩擦气缸规格的场合应注意以下两点：
1、若有侧向负载存在，摩擦阻力会变化，要保证气缸和负载移动时的同轴度。确实难以保证同轴度时，请使用诸如浮动接头等合适的浮动装置。
2、使用干净空气（大气压露点为-10℃以下），推荐使用：AM系列油雾分离器（过滤精度0.3μm以下）或AM+AMD系列（过滤精度0.01μm以下）。
5-2、MQP系列
例4一般驱动